Витамин B6

Витамин B6 или пиридоксин (PLP)- важное соединение для общего клеточного метаболизма. С момента его открытия в 1934 году Дьёрдь и его коллегами был задействован как кофактор в 140 биохимических реакциях в клетке.

Витамин B6 имеет три естественные формы: пиридоксин (PN), пиридоксаль (PL) и пиридоксамин (PM). Все формы превращаются в своих активных формах в организме, которые представляют собой кофермент пиридоксаль-5-фосфат. [1] [2]

Кишечник абсорбирует витамины B6, которые преобразуются специфическими ферментами в активную форму PLP. PLP отвечает за метаболизм аминокислот и нейромедиаторов, метаболизм фолиевой кислоты, синтез белков, метаболизм углеводов и липидов.

Основная метаболическая функция витамина B6 заключается в метаболизме аминокислот, хотя большая часть витамина B6 в организме находится в мышцах. Витамин играет важную роль в действии стероидных гормонов. Адекватное потребление для удовлетворения потребностей обычно считается 15 мкг / г пищевого белка. Текущие суточные нормы составляют от 1,5 до 2,2 мг / сут. Минимальное безопасное потребление, ниже которого наступает высокая вероятность дефицита, составляет 11 мкг / г пищевого белка. Более высокие дозы требуются во время беременности и кормления грудью (хотя существуют проблемы с определением потребностей младенца). Существует мало доказательств того, что фармакологические дозы витамина B6 имеют какой-либо положительный эффект. Обычно потребность в витамине B6 рассчитывается относительно потребления белка.

Витамин B6 может вводиться как пероральным, так и внутривенным путем. Пероральная форма витамина B6 является наиболее распространенной доступной формой, тогда как внутривенная форма полезна в некоторых особых случаях, таких как синдромы мальабсорбции, анорексия и у пациентов, находящихся на парентеральном питании. Он также присутствует во внутримышечной и подкожн

ой формах.

Витамин В6 и когнитивные функции

Дефицит витамина влияет на функцию памяти и способствует возрастным когнитивным нарушениям и деменции. Витамин B6 участвует в регуляции психических функций и настроения. Является важным кофактором повторного метилирования гомоцистеина, и его дефицит связан с повышением уровня гомоцистеина в крови. Гомоцистеин является фактором риска цереброваскулярных заболеваний, а также может оказывать прямое токсическое действие на нейроны центральной нервной системы. Психоневрологические расстройства, включая судороги, мигрень, хроническую боль и депрессию, были связаны с дефицитом витамина B6.

На данный момент не было обнаружено доказательств краткосрочной пользы витамина B6 для улучшения настроения (депрессия, усталость и симптомы напряжения) или когнитивных функций.

Витамин B6 и его роль в клеточном метаболизме и физиологии. Транспортировка и распространение B6

Для всех организмов крайне важно иметь в клетке достаточное количество витамина В6. Существует мало известных транспортеров, которые присутствуют на мембранах внутриклеточных компартментов. Сейчас неизвестный ортолог BsuI может способствовать усвоению B6 у людей.

Знания, объясняющие транспорт на большие расстояния и внутри клетки, в настоящее время плохо изучены и потребуют более тщательных исследований.

Метаболизм витамина B6

Пиридоксин и пиридоксаль быстро всасываются из пищи и пероральных препаратов клетками слизистой оболочки тонкого кишечника. Пиридоксаль-5'-фосфат (PLP) является биологически активной формой B6.

Реакции, катализируемые ферментами PLP

PLP, функционирующая структура в организме, в основном служит коферментом в метаболизме аминокислот, белков, углеводов и липидов. Он также участвует в гликогенолизе и глюконеогенезе.

Метаболизм аминокислот и нейромедиаторов, метаболизм фолиевой кислоты и 1-углерода, синтез белков и полиаминов, метаболизм углеводов и липидов, функцию митохондрий и эритропоэз. Участие в этом PLP часто проявляется в состояниях дефицита PLP, которые могут быть связаны с биохимическими отклонениями, например, повышенным уровнем треонина и глицина в плазме или низким содержанием γ-аминомасляной кислоты в спинномозговой жидкости, хотя это не всегда / временно присутствует у некоторых пациентов.

Функции PLP и других витамеров В6

Помимо роли PLP как кофактора B6, витамеры могут также играть другие роли внутри клетки. Как антиоксиданты и витамины C и E. PLP может изменять экспрессию и действие рецепторов стероидных гормонов, а также влиять на иммунную систему. Витамер определенного витамина является одним из нескольких родственных соединений, которые проявляют биологическую активность против определенного дефицита витаминов.

Преобразование витаминов В6 в активный кофактор

Кишечник поглощает только нефосфорилированные витамеры B6. Попав в клетки кишечника, пиридоксин и пиридоксамин могут быть преобразованы либо перед транспортировкой в печень, либо в печени до пиридоксальфосфата.

Доза витамина В6 для лечения дефицита PLP и токсичность витамина В6

Для лечения дефицита PLP используют пиридоксин гидрохлорид, лицензированный препарат для внутривенного введения, а также пероральное введение, которое более популярно в большинстве развитых стран.

Текущие рекомендации предполагают, что общие суточные дозы пиридоксина по возможности не должны превышать 200–300 мг55 и должны быть разделены на две однократные дозы, чтобы избежать чрезмерных концентраций витамина В6. Для длительного лечения нет данных об оптимальной дозе пиридоксина.

PLP в растворе может быстро разлагаться под действием света и / или кислорода с образование димеров или 5'-фосфата пиридоксической кислоты. Следовательно, когда требуется жидкий состав, каждую дозу PLP следует готовить из таблетки или капсулы и вводить без промедления. Обычные дозы варьируются от 30 до 50 мг / кг / сут, разделенных на четыре-шесть разовых доз.

Механизм действия

PLP катализирует различные реакции как в связанной с ферментом, так и в свободной форме. Эти реакции значительно облегчаются и ускоряются в присутствии PLP из-за электроноакцепторной природы молекулы, которая не стабилизирует связи вокруг альфа-углеродного атома через систему, образованную аминокислотами.

Аналоги витамина B6 всасываются в кишечнике путем пассивной диффузии. Очень большое количество соединения легко абсорбируется без насыщения клеток.

Витамин B6 и его участие в клеточном метаболизме

Как упоминалось в начале, B6 участвует в 140 различных метаболических реакциях в клетке. В следующих разделе приведены несколько примеров, в которых PLP играет очень важную роль в клеточном метаболизме и физиологии, чтобы лучше понять роль этого витамина в клетке.

1. Участие B6 в сворачивании белков.

Цистализин, гемолитический белок, нуждается в PLP для правильной укладки и стабилизации белка. Аспартатаминотрансфераза в E. coli требует PLP для надлежащей стабилизации, когда белок диссоциирует в частично свернутый промежуточный продукт. После PLP восстанавливается до производного пиридоксиллизина (PPL), чтобы «заблокировать» кофактор на месте для дальнейшей стабилизации белка. О функции B6 как шаперона известно мало. Возможно, отсутствие доступных исследований указывает на очень ограниченную роль.

2. Участие B6 в биосинтезе аминокислот.

Важная функция активного B6 в клетке связана с биосинтезом, а также с расщеплением аминокислот. Витамин часто используется для реакций трансаминирования и образования новых аминокислот.

Функция PLP-зависимых ферментов в метаболизме аминокислот оказывает значительное косвенное влияние на вторичные метаболиты. Это касается некоторых гормонов растений (фитогормонов), таких как этилен, ауксин или цитокинин.

3. B6 и разложение клеточных накопителей.

Гликоген и крахмал - два основных запасных соединения у животных, грибов, бактерий и растений. Гликоген представляет собой разветвленный полимер. Он необходим человеку как форма хранения быстродоступной энергии в мозговых и мышечных клетках. Крахмал является основной формой хранения углеводов в пластидах. У млекопитающих гликоген обнаруживается преимущественно в печени, мышцах и головном мозге. Ингибированый гликоген является способом контроля уровня гликемического сахара в крови у пораженных пациентов.

4. B6 и его значение в биосинтезе тетрапирролов.

Гемы и кобаламины являются тетрапирролами, необходимыми для клеточного метаболизма у животных, растений и микроорганизмов соответственно. Гем - связывающая железо группа в металлопротеинах. Наиболее известная своей функцией в гемоглобинах по связыванию кислорода для транспортировки на большие расстояния в эритроцитах. Кобаламин (B12) - молекула, повсеместно необходимая живым организмам для метаболизма жирных кислот и аминокислот, а также для синтеза ДНК. Биосинтез всех этих соединений зависит от активности синтеза аминолевулиновой кислоты, PLP-зависимого фермента.

5. B6 и его роль в биосинтезе нейротрансмиттеров.

Доказано, что большее потребление продуктов, содержащих большое количество B6, коррелирует с улучшением психического здоровья. Это связано с тем, что B6-зависимые ферменты необходимы для биосинтеза по крайней мере трех важных нейромедиаторов; адреналин, дофамин и серотонин. Адреналин имеет решающее значение для острых стрессовых реакций (реакция «бей или беги») у людей. Его классически используют в качестве лекарства от анафилаксии, тяжелой аллергической реакции или остановки сердца. Дофамин можно рассматривать как нейротрансмиттер «награды», который может регулировать положительные эмоции. Серотонин известен как нейротрансмиттер, который помогает пациентам с депрессией, способствуя благополучию и удовлетворенности. К 2030 году Всемирная организация здравоохранения прогнозирует, что депрессия станет причиной номер один психических расстройств. Она стала проблемой общественного здравоохранения в Соединенных Штатах, и многочисленные исследования показали, что дефицит витамина В6 отрицательно влияет на психическое здоровье и когнитивные способности.

Показания к применению В6

Витамин B6 (пиридоксин) -водорастворимое вещество, которое внутри организма превращается в важные коферменты для более чем 100 ферментов в организме человека.

Витамин B6 показан в случаях его дефицита, который может быть вызван плохой функцией почек, аутоиммунными заболеваниями, повышенным потреблением алкоголя или терапией изониазидом. Недостаточное потребление витамина B6 - редкая причина его дефицита.

Есть некоторые доказательства того, что витамин B6 эффективен в подавлении лактации, а также для облегчения депрессии и тошноты.

Исследования показывают снижение риска колоректального рака при увеличении потребления B6 людьми. Некоторые исследования показали, что высокие уровни B6 препятствуют размножению опухолевых клеток печени in vitro у крыс.

Противопоказания

Единственные два противопоказания для витамина B6 - гипервитаминоз B6 и гиперчувствительность к пиридоксину. Токсические уровни могут вызвать сенсорную невропатию при гипервитаминозе B6.

Требования B6 в питании

Рекомендуемая диета (RDA) для B6, предоставленная Советом по пищевым продуктам и питанию США Института медицины, колеблется от 1,3 мг (молодые люди) до 1,7 мг (взрослые мужчины) и может достигать 2 мг для кормящих женщин. Например, картофель, который является основным продуктом питания во многих странах, представляет собой отличный источник этого витамина. Запеченный картофель или картофельные чипсы содержат до 23% и 60% значений RDA на 100 г. продукта. Витамин В6 также содержится в бананах, орехах, мясе и яйцах. Витамин термостабилен, и этапы обработки, например жарка, не влияют на его содержание. В целом, среди здорового населения, имеющего доступ к сбалансированной диете, можно подчеркнуть, что дефицит витамина В6 встречается нечасто. Тем не менее, некоторые возрастные группы (старше 45 лет), имеют значительно более низкие уровни PLP в плазме и могут получить пользу от диеты, обогащенной витамином B6.

Дефицит и передозировка В6

Дефицит может быть вызван высоким и постоянным употреблением алкоголя и некоторых противоэпилептических препаратов, а также тяжелыми заболеваниями почек. Он так же может быть результатом болезни Крона или язвенного колита. Если возникает дефицит B6, это часто связано с дерматитом, микроцитарной анемией или электроэнцефалографическими аномалиями.

Передозировку витамина трудно достичь. Текущий допустимый верхний уровень суточного потребления для взрослых (19 лет и старше) составляет 100 мг. Сообщалось о некоторых тематических исследованиях, в которых высокие дозы витамина вызывали неврологические расстройства.

Побочные эффекты

Наиболее известным побочным эффектом является сенсорная нейропатия, но нет никаких доказательств ее возникновения в дозах ниже 100 мг / день для взрослых. Средняя диетическая потребность взрослых в витамине B6 составляет 1,75 мг / день.

Нет сообщений о побочных эффектах, вызванных диетическими концентрациями или регулярными дополнительными дозами витамина B6. Более высокие дозы ниже уровня токсичности могут вызвать расстройство желудка, тошноту, болезненность груди и светочувствительность.

Мониторинг

Терапевтический индекс B6 варьируется у разных людей. Отмечается индивидуальная восприимчивость к токсическим побочным эффектам. Обобщенное пороговое значение 100 граммов в течение 20 месяцев, ниже которого невропатия, связанная с токсичностью, не возникает.

Витамин B6 хорошо усваивается из пищи и лекарств. При высокой концентрации организм выводит избыток с мочой в виде 4-пиридоксической кислоты. Контроль количества витамина B6 в организме осуществляется по трем причинам; для подтверждение истощения или токсичности и в исследованиях, связанных с витамином B6. Концентрация PLP в плазме - лучший метод мониторинга, поскольку она отражает запасы B6 во всем организме.

Токсичность

Витамин B6 может быть токсичным, если его концентрация в организме слишком высока. Это вызывает сенсорную невропатию, механизм которой неизвестен. Вызывает двустороннюю потерю периферической чувствительности или гиперестезию, сопровождающуюся болью в конечностях и потерей равновесия. Состояние постепенно регрессирует после прекращения приема добавки до восстановления нормальной активности. Более высокие дозы могут вызвать атрофию яичек и снижение подвижности сперматозоидов.

Продолжительность приема витамина прямо пропорциональна риску клинически очевидной токсичности по отношению к общей введенной дозе.

Выводы

С момента первого описания B6 прошло более 80 лет. С тех пор ученые пришли к пониманию того, как он синтезируется в клетке, и его потребности в многочисленных биохимических реакциях. Но есть еще много аспектов витамина, которые необходимо изучить.

Многие «косвенные» аспекты, на которые, по-видимому, влияет витамин, такие как здоровье, устойчивость к абиотическому стрессу, восприимчивость к патогенам или даже вирулентность патогена еще не исследованы.

Адекватное питание необходимо для любой витаминной профилактики. Нужно потреблять в пищу продукты, богатые витамином B6: нут, печень и птицу.

Клиническое использование витамина B6 при некоторых заболеваниях вызывает споры, поскольку нет определенных доказательств его использования в этих условиях. Но из-за относительной безопасности высоких доз водорастворимых витаминов строгий контроль за пациентами не требуется.

Список источников

1. Hellmann H., Mooney S. Vitamin B6: A molecule for human health? Mol. Basel Switz. 2010;15:442–459. doi: 10.3390/molecules15010442. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

2. Birch T.W., György P., Harris L.J. The vitamin B(2) complex. Differentiation of the antiblacktongue and the “P.-P.” factors from lactoflavin and vitamin B(6) (so-called “rat pellagra” factor). Parts I-VI. Biochem. J. 1935;29:2830–2850. doi: 10.1042/bj0292830. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

3. Mooney S., Leuendorf J.-E., Hendrickson C., Hellmann H. Vitamin B6: A Long Known Compound of Surprising Complexity. Molecules. 2009;14:329–351. doi: 10.3390/molecules14010329. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

4. Adams J.B., George F., Audhya T. Abnormally high plasma levels of vitamin B6 in children with autism not taking supplements compared to controls not taking supplements. J. Altern. Complement. Med. (N. Y. NY) 2006;12:59–63. doi: 10.1089/acm.2006.12.59. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

5. Choudhury S.R., Singh S.K., Roy S., Sengupta D.N. An insight into the sequential, structural and phylogenetic properties of banana 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase 1 and study of its interaction with pyridoxal-5′-phosphate and aminoethoxyvinylglycine. J. Biosci. 2010;35:281–294. doi: 10.1007/s12038-010-0032-4. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

6. Cuesta-Seijo J.A., Ruzanski C., Krucewicz K., Meier S., Hägglund P., Svensson B., Palcic M.M. Functional and structural characterization of plastidic starch phosphorylase during barley endosperm development. PLoS ONE. 2017;12:e0175488. doi: 10.1371/journal.pone.0175488. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

7. Geng M.Y., Saito H., Katsuki H. Effects of vitamin B6 and its related compounds on survival of cultured brain neurons. Neurosci. Res. 1995;24:61–65. doi: 10.1016/0168-0102(96)81279-X. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

8. Plecko B., Stöckler S. Vitamin B6 dependent seizures. Can. J. Neurol. Sci. 2009;36(Suppl. 2):S73–S77. [PubMed] [Google Scholar]

9. Tsang E.W.T., Hu Z., Chang Q., McGregor D.I., Keller W.A. Expression of a Brassic napus glutamate 1-semialdehyde aminotransferase in Escherichia coli and characterization of the recombinant protein. Protein Expr. Purif. 2003;29:193–201. doi: 10.1016/S1046-5928(03)00010-X. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

10. Ercan-Fang N., Taylor M.R., Treadway J.L., Levy C.B., Genereux P.E., Gibbs E.M., Rath V.L., Kwon Y., Gannon M.C., Nuttall F.Q. Endogenous effectors of human liver glycogen phosphorylase modulate effects of indole-site inhibitors. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2005;289:E366–E372. doi: 10.1152/ajpendo.00264.2004. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

11. Havaux M., Ksas B., Szewczyk A., Rumeau D., Franck F., Caffarri S., Triantaphylidès C. Vitamin B6 deficient plants display increased sensitivity to high light and photo-oxidative stress. BMC Plant Biol. 2009;9:130. doi: 10.1186/1471-2229-9-130. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]